Syntetisk diamant

Mineralogi informerer oss om at både grafitt og diamant deler den samme kjemiske komponenten: karbon. På grunn av deres forskjellige krystallstrukturer er grafitt myk, mens diamant er hard.

La meg forklare nærmere:

Diamantens struktur er et ansiktssentrert kubisk arrangement som består av tetraedrisk , hvor hvert tetraeders sentrale karbonatom er kovalent bundet i en sterk, direkte forbindelse til de fire karbonatomene ved hjørnene. På grunn av den mettebare og retningsbestemte naturen til kovalente bindinger, blir strukturen usedvanlig robust.

For ytterligere å avklare:

Diamantens rammeverk er preget av et ansiktssentrert kubisk gitter som består av sammenkoblede tetraeder. Innenfor hvert tetraeder danner det sentrale karbonatomet kovalente bindinger med de fire omkringliggende karbonatomene i hjørnene.

De iboende egenskapene til kovalente bindinger, spesielt deres metning og retningsevne, bidrar til den ekstreme stabiliteten og styrken til dette arrangementet.

Krystallstrukturen til grafitt er vist i figuren, hvor karbonatomene er ordnet i plane sekskantede lag, med avstanden mellom karbonatomene i planet som er liten og bundet av kovalente bindinger, som er sterke og faste. Avstanden mellom karbonatomer i tilstøtende lag er stor, bundet av van der Waals-krefter, noe som resulterer i den myke teksturen til grafitt. Derfor er grafitt også et smøremiddel.

Det grunnleggende prinsippet for produksjon av kunstig diamant er å endre den lagdelte sekskantede strukturen til grafitt til en ansiktssentrert kubisk struktur av diamant. Syntetiske diamanter er alle omdannet fra grafitt under forhold på ca. 5,6 til 6 GPa trykk og temperaturer på ca. 1300 grader.